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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 1/2016

01.01.2016

Effect of ZrO2 Nanoparticles on the Microstructure of Al-Si-Cu Filler for Low-Temperature Al Brazing Applications

verfasst von: Ashutosh Sharma, Myung-Hwan Roh, Do-Hyun Jung, Jae-Pil Jung

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 1/2016

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Abstract

In this study, the effect of ZrO2 nanoparticles on Al-12Si-20Cu alloy has been studied as a filler metal for aluminum brazing. The microstructural and thermal characterizations are performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and differential thermal analysis (DTA). The intermetallic compound (IMC) phases are identified by the energy-dispersive spectroscopy analysis coupled with the SEM. The filler spreading test is performed according to JIS-Z-3197 standard. XRD and SEM analyses confirm the presence of Si particles, the CuAl2 (θ) intermetallic, and the eutectic structures of Al-Si, Al-Cu, and Al-Si-Cu in the Al matrix in the monolithic and composite samples. It is observed that when the ZrO2 is added in the alloy, the CuAl2 IMCs and Si particles are found to be dispersed uniformly in the Al matrix up to 0.05 wt pct ZrO2. DTA results show that the liquidus temperature of Al-12Si-20Cu filler metal is dropped from ~806.78 K to 804.6 K (533.78 °C to 531.6 °C) with a lowering of 2 K (2 °C) in liquidus temperature, when the amount of ZrO2 is increased up to 0.05 wt pct. It is also shown that the presence of ZrO2 nanoparticles in the filler metal has no deleterious effect on wettability up to 0.05 wt pct of ZrO2. The ultimate tensile strength and elongation percentage are also found to improve with the addition of ZrO2 nanoparticles in the Al-12Si-20Cu alloy.

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Metadaten
Titel
Effect of ZrO2 Nanoparticles on the Microstructure of Al-Si-Cu Filler for Low-Temperature Al Brazing Applications
verfasst von
Ashutosh Sharma
Myung-Hwan Roh
Do-Hyun Jung
Jae-Pil Jung
Publikationsdatum
01.01.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-015-3233-5

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